大脑的几何结构思维的维度研究人员确定了表征意识状态的新方法

有意识意味着什么不仅仅是一个哲学问题。研究人员继续研究意识体验是如何从人脑的电化学活动中产生的。答案对理解大脑健康的方式具有重要意义——从昏迷(人还活着但无法移动或无法对环境做出反应)到手术麻醉，再到精神分裂症的思维过程改变。

最近的研究表明，大脑中没有一个位置会引起意识，这指向一种网络现象。然而，追踪大脑网络中引起意识和觉醒的区域之间的各种联系一直难以捉摸。

一种使用功能性 MRI 的新方法，一种成像技术，可让您通过血流随时间的变化来查看和测量大脑活动，为我们如何描述和研究意识状态提供了新的见解。

“意识是复杂的，研究它就像解决一个乱七八糟的魔方，”密歇根大学医学院麻醉学系研究助理教授黄子瑞博士说。“如果你只看一个表面，你可能会对它的组织方式感到困惑。你需要从各个方面来解决这个难题。”

就意识而言，这些维度可以包括 1) 唤醒能力;即大脑清醒的能力;2) 觉知，或者我们实际体验到的东西，比如玫瑰的红色;3) 感官组织，即视觉、声音和感觉如何交织在一起，创造我们无缝的意识体验。

然而，几十年来，这些维度只是在概念上考虑，没有任何映射到大脑活动本身。在 Huang 的研究中，George Mashour，医学博士，博士，麻醉学系教授兼系主任，意识科学中心创始人，以及 Anthony Hudetz，DBM，博士，意识中心主任科学，研究人员试图在大脑的几何结构中找到思维的那些维度。

通常，大脑成像研究评估离散的、明确定义的大脑区域。要理解这一点，请考虑地图上的科罗拉多州。它几乎呈矩形，边界非常清晰。

然而，例如，分隔科罗拉多州和怀俄明州的边界是任意的。相比之下，查看科罗拉多州和怀俄明州山脉的拓扑结构可以让您对该地区有更多信息，更自然的看法。研究人员在这项神经影像学研究中做了非常相似的事情：他们没有观察明确定义的大脑区域，而是研究了大脑区域的拓扑结构或梯度。

为了绘制这些所谓的皮质意识梯度图，该团队使用了清醒、麻醉、处于昏迷状态或患有精神分裂症等精神病学诊断的研究参与者的 fMRI 数据。

然后，该团队能够将来自 400 个不同大脑区域的记录排列成梯度，并比较它们如何相对于这些状态或诊断发生变化。他们发现了三个似乎与意识维度一致的皮质梯度，包括唤醒能力、意识和感觉组织。

该研究的资深作者 Hudetz 说：“过去仅被映射为意识状态的有用图表，现在可能被映射到大脑本身。”

“我们的研究开启了意识与大脑之间联系的新视角，”黄说。此外，他指出，这些结果有可能为神经系统患者开发基于大脑的诊断或评估。

“这篇文章代表了对意识科学的重要贡献，符合我们在推进临床护理的同时实现更深入理解的使命，”Mashour 说。